聚偏氟乙烯（poly(vinylidene fluoride), PVDF）是制备超滤分离膜的典型高分子材料，具有耐热耐辐射性能，其耐化学腐蚀性十分优异，且机械性能也很高。但是PVDF自身却有一个缺点，即亲水性太差，严重影响超滤膜的抗污性能。改善PVDF超滤膜亲水性的方法有很多，氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)作为一种新兴的碳纳米材料，其优良的亲水性为PVDF的亲水改性提供了新的途径。GO的颗粒尺寸对纳米复合材料的结构和性能影响很大，如何控制GO的尺寸使其满足复合超滤膜的要求成为一个需要迫切解决的问题。本文从Hummer法出发，设计了两套制备氧化石墨烯的方案，分别为GO-1（原始Hummer法）和GO-2（增加反应时间和氧化剂用量的改性Hummer法），并采用混酸处理和物理碾磨的方法对GO-1样品的尺寸进行改性。红外光谱（FT-IR）、X-射线光电子能谱（XPS）、X-射线衍射（XRD）以及透射电子显微镜（TEM）等表征手段的测试结果表明，GO碳骨架上连有丰富的羟基、环氧基和羧基等含氧官能团，GO片层结构明显。两种方案制备出来的GO样品其氧化程度和颗粒尺寸有明显差别，GO-1和GO-2的碳氧比分别为2.18和1.88，颗粒尺寸分别为~400nm和~40nm。GO-1经过改性之后，其尺寸降低至~100nm，而且混酸处理之后的GO（GO-Ac），其碳骨架结构遭到破坏，氧化程度进一步增加。采用浸没-沉淀相转化法，以GO，改性GO以及聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂，制备了GO/PVDF和GO-PVP/PVDF复合超滤膜。测定了复合膜的水通量(F0)、对牛血清白蛋白（BSA）截留率(R)以及水通量衰减系数(m)等超滤膜的性能指数，采用扫面电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）表征了复合膜截面和表面的微观结构。接触角测试表明，复合膜的接触角降低了~20°。在GO和PVP为复合添加剂时，超滤膜的水通量随着PVP含量的增加而快速上升，但对BSA的截留率却大幅降低。GO和PVP含量均为0.5 wt%时复合膜的性能最优异，水通量为348.56L/(m~2·h)，BSA截留率为84.37%，水通量衰减系数为56.52%。结果表明，GO的加入提高了超滤膜的水通量和亲水性，但截留率有所降低，水通量衰减系数降低，其抗污性能增强。